CN108074745B - 一种铝电解电容器的电解液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝电解电容器的电解液，由主溶剂、主溶质、辅助溶质和其他添加剂组成，其中所述主溶质为式(I)所示的化合物，以式(I)所示化合物为主溶质组成的电解液改善了工作电解液的高温性能，从而提高电容器产品的性能。
Description
技术领域
本发明涉及电解液技术领域，特别涉及一种铝电解电容器用电解液。
背景技术
铝电解电容器是各种电子产品终端必不可少的元件，在工业、电源等应用中起着至关重要的作用。近年来，随着高压变频器、电动汽车、风力发电及光伏发电新能源等新技术领域的小体积、高稳定性能技术的高速发展，厂商对电容器提出了耐高电压、大纹波电流，以及超长寿命的要求。而电容器的工作电解液被称为电容器的“血液”，不仅作为电容器的实际阴极，而且具有修补阳极箔氧化膜和运载导电离子的功能。因此，工作电解液的优劣对铝电解电容器的性能具有至关重要的作用。
电解液成分非常复杂，涉及到的主溶质及添加剂多达十几种。目前主溶质局限在40个碳以内的长链多元羧酸，这种主溶质在提高电容器的工作温度范围、额定电压、工作寿命等方面成长有限。因此，开发耐高温高压的主溶质显得尤为重要，以改善工作电解液的高温性能，从而提高电容器产品的性能。
发明内容
针对上述问题，本发明的技术方案提供一种如式(I)所示结构聚合物为主溶质的铝电解电容器的电解液，
其中，X为单键或CH2；Y为单键或
Z选自
其中
端与式(I)中亚甲基相连。
在一些实施例中，X、Y均为单键，Z为
其结构如式(II)所示化合物：
在一些实施例中，X为CH2；Y为
Z为
其结构如式(III)所示化合物：
在一些实施例中，X、Y均为单键；Z为
其结构如式(IV)所示化合物：
本发明中，所述电解液还包括：主溶剂，辅助溶剂及其他添加剂，具体由以下重量百分比的原料组成：
主溶剂 40％～70％；
聚合物主溶质 5％～20％；
辅助溶剂 5％～20％；
其他添加剂 5％～30％；
其中各组分含量百分数之和等于100％。
所述主溶剂为乙二醇；所述辅助溶剂选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、二甘醇单丁醚、二甘醇二丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇甲醚、二甘醇二乙醚、γ-丁内酯、聚乙二醇或醋酸丁酯中的一种或多种。
所述其他添加剂包括消氢添加剂、防水合添加剂和闪火电压提升剂；其中，消氢添加剂为间苯二酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚或对苯醌中的一种或多种；所述防水合添加剂包括磷酸、磷酸铵盐、次亚磷酸及其铵盐、硅酸化合物或铝盐的一种或多种；所述闪火电压提升剂选自聚乙二醇400-20000、聚丙二醇、聚丙烯醇、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸铵或纳米无机氧化物的一种或多种。
在一些实施方式中，所述电解液由以下重量百分比的原料组成：
乙二醇 70％；
二甘醇 14％；
式(II)化合物 11％；
聚乙二醇 4003％；
磷酸 1.4％；
对硝基苯酚 0.6％。
在一些实施方式中，所述电解液由以下重量百分比的原料组成：
乙二醇 70％；
二甘醇 10％；
式(III)化合物 13％；
聚乙二醇 20005％；
磷酸 1.4％；
对硝基苯酚 0.6％。
在一些实施方式中，所述电解液由以下重量百分比的原料组成：
本发明提供以高分子聚合物作为主溶质的电解电容器的电解液，能够明显的提高电容器的相关性能，使其能够满足600V及600V以上的超高压铝电解电容器的使用要求。
术语定义
本发明意图涵盖所有的替代、修改和等同技术方案，它们均包括在如权利要求定义的本发明范围内。本领域技术人员应认识到，许多与本文所述类似或等同的方法和材料能够用于实践本发明。本发明绝不限于本文所述的方法和材料。在所结合的文献、专利和类似材料的一篇或多篇与本申请不同或相矛盾的情况下(包括但不限于所定义的术语、术语应用、所描述的技术等等)，以本申请为准。
应进一步认识到，本发明的某些特征，为清楚可见，在多个独立的实施方案中进行了描述，但也可以在单个实施例中以组合形式提供。反之，本发明的各种特征，为简洁起见，在单个实施方案中进行了描述，但也可以单独或以任意合适的子组合提供。
除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。
除非另外说明，应当应用本发明所使用的下列定义。出于本发明的目的，化学元素与元素周期表CAS版，和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外，有机化学一般原理可参考"Organic Chemistry",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March's Advanced Organic Chemistry”by Michael B.Smith and JerryMarch,John Wiley&Sons,New York:2007中的描述，其全部内容通过引用并入本发明。
术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
在本发明的各部分，描述了连接取代基。当该结构清楚地需要连接基团时，针对该基团所列举的马库什变量应理解为连接基团。例如，如果该结构需要连接基团并且针对该变量的马库什基团定义列举了“烷基”，则应该理解，该“烷基”代表连接的亚烷基基团。
除非明确地说明与此相反，否则，本发明所述的温度为范围值。例如，“115℃高温”表示温度的范围为105℃±5℃。
具体实施方式
以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
对比例和本发明实施例的电解液组成，如表1所示。
表1对比例与实施例电解液配方
将上述电解液所得的电容器进行检测，初始值如表2所示。
表2初始检测值
本发明实施例与对比例的电解液所得电解电容器经105℃高温贮存后，特性及变化如表3所示。
表3实施例高温贮存参数
从表2、表3和附图中电解液和产品性能参数变化可发现，主溶质选用式(I)通式结构所示体系的工作电解液所得的电解电容器闪火电压较高(≥656V)，电导率较对比例好，经高温长时间测试后电导率变化明显较小，高温稳定性更好。
Claims (10)
1.一种铝电解电容器的电解液，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
主溶剂40％～70％
聚合物主溶质5％～20％
辅助溶剂5％～20％
其他添加剂5％～30％
其中各组分含量百分数之和等于100％；
其中所述主溶质为式(I)所示化合物：
其中，X为单键或CH2；Y为单键或
Z选自
其中
端与式(I)中亚甲基相连。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，其中，X、Y均为单键，Z为
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，其中，X为CH2；Y为
Z为
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，其中，X、Y均为单键；Z为
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于主溶剂为乙二醇；所述辅助溶剂选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、二甘醇单丁醚、二甘醇二丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇甲醚、二甘醇二乙醚、γ-丁内酯、聚乙二醇或醋酸丁酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，其他添加剂包括消氢添加剂、防水合添加剂和闪火电压提升剂；其中，消氢添加剂为间苯二酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚或对苯醌中的一种或多种；所述防水合添加剂包括磷酸、磷酸铵盐、次亚磷酸及其铵盐、硅酸化合物或铝盐的一种或多种；所述闪火电压提升剂选自聚乙二醇400-20000、聚丙二醇、聚丙烯醇、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸铵或纳米无机氧化物的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项权利要求所述的电解液，其特征在于，所述电解液由以下重量百分比的原料组成：
8.根据权利要求1～6任一项权利要求所述的电解液，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
9.根据权利要求1～6任一项权利要求所述的电解液，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
10.一种使用权利要求1～9任一项权利要求所述电解液制成的铝电解电容器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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